CN110601541A - 一种全桥变换器的控制方法及控制器 - Google Patents

一种全桥变换器的控制方法及控制器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种全桥变换器的控制方法及控制器，通过检测所述全桥变换器中的功率管在每周期导通时的导通压降，若该功率管导通压降小于设定的短路保护阈值，则充分驱动功率管；若该功率管导通压降大于设定的短路保护阈值，则进行限流驱动，若在设定的限流驱动计时时间内连续监测到功率管导通压降大于短路保护阈值，则进入保护模式，停止开启功率管，并开始进入设定的休息计时时间，计时完成后，重新驱动功率管并检测该功率管导通压降；如此反复。本发明通过对导通压降的检测，在限流驱动、充分驱动以及停止驱动之间切换，实现对全桥变换器的输出短路保护，提高了全桥变换器的可靠性。

Description

一种全桥变换器的控制方法及控制器
技术领域
本发明涉及一种全桥变换器，特别涉及全桥变换器的控制方法及其控制器。
背景技术
全桥变换器电路结构简单，工作时变压器双向激磁，磁芯的利用率高，因此该变换器具有体积小、效率高且动态响应好的优点，在低电压输入、大电流输出以及输入输出需要电气隔离的场合被广泛应用。
对比推挽变换器，全桥变换器原边使用单绕组方式，在减少变压器工序的同时，也将功率管的应力从2Vinmax减小到Vinmax。但对于现有技术的全桥变换器，如图1所示，该变换器包括变压器，初级四个晶体管MN1、MN2、MP1、MP2，次级整流二极管D1、D2以及输出电容CO和负载电阻RO；四个晶体管MN1、MN2、MP1、MP2以桥式对管方式连接。第一阶段，原边对功率晶体管MP1和MN2导通，MP2和MN1关断，变压器正向激磁，副边二极管D1导通；第二阶段，MN1、MN2、MP1、MP2均关断；第三阶段边晶体管MP2和MN1导通，MP1和MN2关断，变压器反向激磁，且副边二极管D2导通；第四阶段MN1、MN2、MP1、MP2均关断。之后将重复以上操作。图1工作一直是充分驱动，就是所谓的“硬驱”，在启动时将会面临饱和大电流，该变换器缺乏必要的保护电路，可靠性较低。另外，现有的全桥变换器采用分立器件组成，占用较大体积。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的第一个技术问题是：提供一种全桥变换器的控制方法，根据功率管的导通情况，实现对功率管的限流驱动或充分驱动或停止驱动，提高全桥变换器的可靠性。
与此相应，本发明要解决的第二个技术问题是：提供一种实现上述控制方法的控制器。
本发明解决上述第一个技术问题的技术方案是：
一种全桥变换器的控制方法，通过检测所述全桥变换器中的功率管在每周期导通时的导通压降，若该功率管导通压降小于设定的短路保护阈值，则充分驱动功率管；若该功率管导通压降大于设定的短路保护阈值，则进行限流驱动，若在设定的限流驱动计时时间内连续监测到功率管导通压降大于短路保护阈值，则进入保护模式，停止开启功率管，并开始进入设定的休息计时时间，计时完成后，重新驱动功率管并检测该功率管导通压降，如此反复。
进一步的，若在设定的限流驱动计时时间内，一旦出现导通压降小于短路保护阈值，则计数复位，切换到充分驱动状态。
进一步的，所述功率管导通压降包含功率管在启动阶段或稳态状态时的导通压降；对应的分别设定在启动阶段的第一短路保护阈值或稳态状态时的第二短路保护阈值。
进一步的，采用第一驱动信号和第二驱驱动信号分别对所述全桥变换器中的对晶体管进行驱动开启，并对导通的对功率晶体管中NMOS管的导通压降进行检测。
进一步的，所述第一短路保护阈值根据启动阶段NMOS管限流值和导通内阻来确定，所述第二短路保护阈值根据稳定状态时最大输出电流值和NMOS管导通内阻来确定；且第一短路保护阈值大于第二短路保护阈值。
进一步的，所述的限流驱动计时时间根据变换器需求的最大容性负载以及允许积累的热量来确定。
进一步的，所述的休息计时时间根据限流驱动计时后变换器散热所需的时间来确定。
进一步的，第一驱动信号和第二驱驱动信号为逻辑相反的互补脉冲驱动信号，两路互补脉冲信号有效电平的时间相同，两路有效电平之间设有一段时间同时处于无效电平，防止所述全桥变换器上下功率管出现共通。
本发明另一个目的通过以下技术措施实现，一种全桥变换器的控制器，包括准互补脉冲产生模块、第一驱动电路、第二驱动电路、逻辑控制和计时模块、短路保护检测模块；所述的准互补准脉冲产生模块用于生成两路互补的脉冲信号分别输入第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一驱动电路和第二驱动电路，分别输出互补的脉冲驱动信号对桥式对管进行驱动控制；同时分别输出驱动控制信号到短路保护检测模块；所述的短路保护检测模块，根据来自驱动电路的驱动控制信号开启对功率管导通压降的检测，并与设定的短路保护阈值比较，将检测比较结果输出到逻辑控制和计时模块；所述的逻辑控制和计时模块，根据输出短路保护模块的检测比较结果，通过驱动电路对功率管进行限流驱动或充分驱动；或通过准互补脉冲产生模块停止输出驱动脉冲信号。
进一步的，所述驱动电路输出的驱动控制信号包含启动阶段与稳态阶段的控制信号，所述短路保护检测模块中对应设置启动阶段与稳态阶段的保护阈值，根据控制信号对应开启功率管启动阶段或稳态阶段的导通压降的检测比较。
进一步的，所述逻辑控制和计时模块对限流驱动状态进行计时设定，并根据计时结果来进行限流驱动方式的保持或者切换为充分驱动。
进一步的，所述逻辑控制和计时模块对停止输出驱动脉冲信号进行计时设定，并按照计时结果来进行停止驱动方式的保持或者复位，其中复位指恢复互补脉冲信号的驱动输出。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过对导通压降的检测，在限流驱动、充分驱动以及停止驱动之间切换，实现对全桥变换器的输出短路保护，提高了全桥变换器的可靠性。
2、在启机阶段和充分驱动时对应的短路保护检测比较阈值不同，在过流点保持一致的同时可以防止器件损坏。
附图说明
图1为现有技术的全桥变换器的电路原理图；
图2为本发明控制器第一实施例连接在全桥变换器的电路原理框图；
图3为本发明短路保护检测电路的原理图；
图4为本发明全桥变换器短路保护阈值切换的波形图；
图5为本发明第二实施例的电路原理框图。
具体实施方式
本发明首先基于全桥的晶体管驱动方式，产生两路准互补的脉冲信号，进而通过第一和第二驱动电路产生两路驱动信号，一路驱动控制第一晶体管MP1和第四晶体管MN2，另一路驱动控制控制第二晶体管MP2和第三晶体管MN1。输出短路保护检测模块在接收到来自驱动电路的开启信号时，启动对晶体管的导通压降比较检测，并根据检测比较的结果来进行晶体管的限流驱动或者充分驱动。
为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图2，虚框部分为本发明的控制器连接在全桥变换器上的原理框图，它包括准互补脉冲产生模块、第一驱动电路、第二驱动电路、逻辑控制和计时模块、输出短路保护检测模块。其中准互补脉冲信号产生模块包括三个端口；第一驱动电路和第二驱动电路各包含五个连接端口；输出短路保护检测模块包含五个连接端口；逻辑控制和计时模块包括四个连接端口。本实施例中，全桥变换器中第一晶体管MP1和第二晶体管MP2选用PMOS管，第四晶体管MN2和第三晶体管MN1选用NMOS管。
模块各端口的连接关系及作用为：准互补脉冲信号产生模块输出互补脉冲信号的第一端口和第二端口分别与第一驱动电路和第二驱动电路接收脉冲信号的第一端口连接；第一驱动电路输出驱动信号的第二端口、第三端口分别与第一晶体管、第四晶体管的驱动控制端连接，第二驱动电路输出驱动信号的第二端口、第三端口分别与第二晶体管、第三晶体管的驱动控制端连接；第一驱动电路和第二驱动电路输出驱动控制信号的第四端口分别与输出短路保护检测模块接收驱动控制信号的第一端口和第二端口连接；输出短路保护检测模块的第四端口接入第三晶体管MN1的导通压降，第五端口接入第四晶体管MN2的导通压降；输出短路保护检测模块输出短路保护判断信号的第三端口与逻辑控制和计时模块接收短路保护判断信号的第一端口连接；逻辑控制和计时模块输出驱动方式控制信号的第二端口、第三端口分别与第一驱动电路和第二驱动电路接收驱动方式控制信号的第五端口连接；逻辑控制和计时模块输出功率管关断信号的第四端口与准互补脉冲信号模块接收功率管关断信号的第三端口连接。
具体控制过程为：
准互补脉冲信号产生模块内部产生第一驱动信号和第二驱驱动信号两路准互补脉冲信号，分别提供给第一驱动电路和第二驱动电路，从而进一步分别产生驱动电压用于控制功率管的开启。第一驱动信号和第二驱驱动信号为逻辑相反的互补脉冲驱动信号，两路互补脉冲信号有效电平的时间相同，两路有效电平之间设有一小段时间同时处于无效电平，防止所述全桥变换器上下功率管出现共通；上述同时处于无效电平的这一小段时间具体根据开关频率确定。
第一驱动电路和第二驱动电路的各自输出驱动控制信号到输出短路保护检测模块，通过接收来自上述驱动控制信号开启对功率管导通压降的检测。驱动电路输出的驱动控制信号分为启动阶段的驱动控制信号和稳态阶段的驱动控制信号，短路保护检测模块中分别设置启动阶段的保护阈值Vth1与稳态阶段的保护阈值Vth2，根据驱动控制信号对应开启功率管启动阶段或稳态阶段的导通压降的检测比较。
变换器的短路保护通过检测第三、四晶体管(NMOS管)的导通压降来实现，则得到：
启机阶段的短路保护阈值：
Vth1＝ILimit·RDS_N1＝VCC-ILimit·RDS_P-(VO+Vd)·Nps
稳态阶段的短路保护阈值：
其中RDS_P为对晶体管上管PMOS管的导通压降，ILimit为限流驱动的电流值，Io_max为输出最大电流值，Vd为副边整流二极管的导通压降，V0为输出电压，Nps为原副边变压器匝比，RDS_N1和RDS_N2分别对应启机阶段和稳态阶段的NMOS管导通内阻。
启机时刻，MOS管工作在饱和区，限制了MOS管的栅压，从而进一步限制了MOS管的饱和电流，而稳态阶段，未限制MOS管的栅压，MOS工作在线性区，则有RDS_N1＞＞RDS_N2。若启机阶段和稳态阶段输出短路保护时刻对应的输出电压不一致，则存在两者设计的过流点不一致问题。因此需将启机与稳态工作阶段的输出短路保护检测阈值设置为不同值；同时Vth1需大于Vth2。如果Vth1≤Vth2，易知则稳态阶段触发短路保护时流过功率管的电流值远远超过启机阶段的限流值，功率管承受过流冲击及发热严重，未能起到保护功率管的作用，并且短路保护时对应的输出电压值不一致，即存在上述过流点不一致的问题。
当第一驱动电路输出第一驱动信号到第一晶体管、第四晶体管的驱动控制端，同时也输出启动阶段驱动控制信号到短路保护检测模块，短路保护检测模块检测第四晶体管MN2的导通压降VD2，并与启动阶段保护阈值Vth1比较，若检测到其导通压降小于保护阈值Vth1，则通过逻辑控制和计时模块输出高电平，进一步控制驱动电路输出高压充分驱动功率管；若导通压降大于保护阈值Vth1，则经过逻辑模块控制驱动电路输出有限的驱动电压，通过限制功率管的驱动电压来限制功率管的电流，进行限流驱动；同时逻辑控制和计时模块开始计时，每次检测到功率管压降大于设定保护阈值Vth1计数一次，并且一旦出现小于启机阶段的设定阈值Vth1，计数器重新复位；如果在设定的限流驱动计时时间内连续检测到功率管导通压降大于保护阈值Vth1，则进入保护状态，通过逻辑模块控制产生准互补脉冲信号的模块关闭输出互补控制信号，从而停止开启功率管，并开始另一计时，在设定休息计时时间完成后恢复准互补脉冲信号的产生，重新开启功率管，如此反复。
变换器在刚启动时或输出发生短路时，由于变压器原边绕组被钳位而失去电感的作用，功率管(N管)两端将叠加较大的电压，并且大于启机时所设定的比较阈值，这种状态在设定的时间内被连续检测，变换器将进入保护状态，停止功率管的开启，避免了变换器在高电压大电流下被烧坏。此处需关注的时，在检测到功率管导通压降大于启机时的设定阈值时并不会立即进入保护状态，而仅仅使功率管处于限流驱动状态，只有在设定的时间内连续检测到导通压降过大才进入保护状态。原因是在变换器刚启动时输出电容上的电压很小，此时导致功率管的导通压降必然大于启机设定值，若在检测到压降大于设定值马上进入保护状态，变换器将不能带起足够的容性负载。为了防止启机阶段因触发保护而出现启机异常的问题，需要提供足够的计时时间给输出电容充电。与此同时，在输出电容上电压上升阶段，为了抑制变换器发热严重，避免对控制器器件的过流冲击，将限制功率管的驱动电压，从而限制功率管的电流在器件的安全工作区域内。其中，安全区电流值应根据电流通路上最脆弱的器件来设定。通常情况下，导通支路上的功率管为关键且易损坏器件，因此限流驱动值一般按照功率管安全工作区确定。
功率管限流并计时是为了防止刚启机时的误判断，此时间内可随时恢复工作，并充分驱动导通，不影响效率；对停止开启功率管的时间进行计时是为了将限流驱动时间内产生的热量散发掉，避免内部器件过热受损，此时需要设定足够的休息时间，之后再次开启功率管；休息计时时间根据限流驱动计时后变换器散热所需的时间来确定。在正常工作状态下，功率管是充分导通的，导通压降非常小，保证了变换器的效率。
上述限流驱动的电流值和限流驱动计时时间则需根据变换器的最大容性负载和热量积累来确定，计算公式如下：
Vin_max·ILimit·Tst≤ET
其中ILimit为限流驱动的电流值，Io为输出电流值，Tst为限流驱动计时时间，Co_max为变换器需求的最大容性负载，Vin_max为最大输入电压，ET为变换器在限流驱动时刻允许的热量积累，即在计时时间内，在输出带大电容情况下，限流电流值在保证给输出电容充电至输出电压到达稳态值的条件下，又不积累过多的热量对变换器的器件造成损伤，综合两者来选定限流值以及计时时间。
当第二驱动电路输出互补的第二驱动信号到第二晶体管、第三晶体管的驱动控制端，同时也输出启动阶段驱动控制信号到短路保护检测模块，短路保护检测模块检测第三晶体管MN1的导通压降VD1，并与启动阶段保护阈值Vth1比较，按上述同样的控制过程。
当第一驱动电路输出的第一驱动信号驱动第一晶体管、第四晶体管处于稳定阶段，第一驱动电路输出启动阶段驱动控制信号到短路保护检测模块，短路保护检测模块检测第四晶体管MN2稳定导通阶段的导通压降VD2，并与稳定阶段保护阈值Vth2比较；后续的控制过程与启动阶段一样，不同只是比较保护阈值Vth2。
当第二驱动电路输出互补的第二驱动信号驱动第二晶体管、第三晶体管处于稳定阶段，短路保护检测模块检测第三晶体管MN1的导通压降VD1，并与稳定阶段保护阈值Vth2比较，按上述同样的控制过程。
如图3所示，为本发明中短路保护检测模块的具体实施电路图，如图3，短路保护检测电路包括比较器CMP1、比较器CMP2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管NM1、MOS管MN2以及与非门nand组成，其中R1与R2串联，R3与R4串联分别接到比较器CMP1和CMP2的一个输入端，MOS管NM1与R1并联，MOS管NM2与R3并联，CMP1与CMP2的另一输入端分别接VD1和VD2信号，其输出端接到与非门nand的两个输入端，与非门输出信号送到逻辑控制和计时模块。比较器CMP1对应接入第二驱动电路的控制信号，比较器CMP2对应接入第一驱动电路的控制信号。
通过来自驱动电路的驱动控制信号Soft_L来选择启动阶段以及稳定阶段分别设置不同的短路保护阈值设置。当soft_L＝0时，表示变换器工作在启机阶段；当soft_L＝1时，表示变换器工作在稳定阶段即充分导通状态。通过控制MOS管的导通，通过一个偏置电流在电阻上产生压降得到阈值电压Vth，从而实现输出短路保护不同阈值的切换，保证启机阶段和稳定阶段工作时过流点的一致性以及可靠性。
图4为图3中短路保护阈值切换的波形。由图4可知，在变换器启动时，Soft_L＝0，输出电压VO为零，功率管导通压降较大，并超过短路保护检测比较阈值Vth1，比较器输出为低电平，则进一步使得Vo_ok_L信号为高电平，表示输出短路，通过逻辑控制和计时模块对对晶体管进行限流驱动，并开始计时；随着输出电压VO慢慢上升，直到输出电压升高至一定值时，原边功率管导通压降小于启机设定阈值Vth1，比较器输出高电平，则Vo_ok_L为低电平，表示输出未短路，变换器将不限制功率管的驱动电压，进而使功率管完全导通，进入正常工作状态，启动完成，同时短路保护检测阈值切换到Vth2，其中Vth1>Vth2。
实施例二
如图5虚框部分为本发明全桥变换器的控制器。与第一实施例相比，本实施例的不同之处在于，本实施例功率管采用三极管，由于三极管是电流驱动型的器件，因此驱动电路为电流驱动方式，且在限流工作状态时它提供较小的驱动电流，而在充分驱动状态时它提供足够大的驱动电流使得三极管的导通压降足够小，不影响变换器的性能。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (12)

1.一种全桥变换器的控制方法，其特征在于：通过检测所述全桥变换器中的功率管在每周期导通时的导通压降，若该功率管导通压降小于设定的短路保护阈值，则充分驱动功率管；若该功率管导通压降大于设定的短路保护阈值，则进行限流驱动，若在设定的限流驱动计时时间内连续监测到功率管导通压降大于短路保护阈值，则进入保护模式，停止开启功率管，并开始进入设定的休息计时时间，计时完成后，重新驱动功率管并检测该功率管导通压降；如此反复。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：若在设定的限流驱动计时时间内，一旦出现导通压降小于短路保护阈值，则计数复位，切换到充分驱动状态。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：采用第一驱动信号和第二驱驱动信号分别对所述全桥变换器中的对功率管进行驱动开启，并对导通的对功率管中NMOS管的导通压降进行检测。
4.根据权利要求1或2或3所述的控制方法，其特征在于：所述功率管导通压降分为功率管在启动阶段的导通压降或稳态阶段的导通压降；对应地分别设定在启动阶段的第一短路保护阈值或稳态阶段的第二短路保护阈值。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述第一短路保护阈值根据启动阶段NMOS管限流值和导通内阻来确定，所述第二短路保护阈值根据稳定状态时最大输出电流值和NMOS管导通内阻来确定；且第一短路保护阈值大于第二短路保护阈值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的限流驱动计时时间根据变换器需求的最大容性负载以及允许积累的热量来确定。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的休息计时时间根据限流驱动计时后变换器散热所需的时间来确定。
8.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：第一驱动信号和第二驱驱动信号为逻辑相反的互补脉冲驱动信号，两路互补脉冲信号有效电平的时间相同，两路有效电平之间设有一段时间同时处于无效电平，防止所述全桥变换器上下功率管共通。
9.一种全桥变换器的控制器，其特征在于：包括准互补脉冲产生模块、第一驱动电路、第二驱动电路、逻辑控制和计时模块、短路保护检测模块；
所述的准互补准脉冲产生模块用于生成两路互补的脉冲信号分别输入第一驱动电路和第二驱动电路；
所述第一驱动电路和第二驱动电路，分别输出互补的脉冲驱动信号对桥式对管进行驱动控制；同时分别输出驱动控制信号到短路保护检测模块；
所述的短路保护检测模块，根据来自驱动电路的驱动控制信号开启对功率管导通压降的检测，并与设定的短路保护阈值比较，将检测比较结果输出到逻辑控制和计时模块；
所述的逻辑控制和计时模块，根据输出短路保护模块的检测比较结果，通过驱动电路对功率管进行限流驱动或充分驱动；或通过准互补脉冲产生模块停止输出驱动脉冲信号。
10.根据权利要求9所述的一种全桥变换器的控制器，其特征在于：所述驱动电路输出的驱动控制信号包含启动阶段与稳态阶段的控制信号，所述短路保护检测模块中对应设置启动阶段与稳态阶段的保护阈值，根据所述驱动控制信号对应开启功率管启动阶段或稳态阶段导通压降的检测比较。
11.根据权利要求9所述的一种全桥变换器的控制器，其特征在于：所述逻辑控制和计时模块对限流驱动状态进行计时设定，并根据计时结果来进行限流驱动方式的保持或者切换为充分驱动。
12.根据权利要求9所述的一种全桥变换器的控制器，其特征在于：所述逻辑控制和计时模块对停止输出驱动脉冲信号进行计时设定，并按照计时结果来进行停止驱动方式的保持或者复位，其中复位指恢复互补脉冲信号的驱动输出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111416512A (zh) * 2020-04-29 2020-07-14 深圳南云微电子有限公司 一种短路判定和计时控制方法及电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218809A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 一种集成功率因数校正和直流-直流变换的电路装置
CN104269829A (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 圣邦微电子（北京）股份有限公司 自适应阈值短路保护电路
CN106130355A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 广州金升阳科技有限公司 推挽变换器的晶体管驱动控制方法及控制器
CN108512426A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 中兴通讯股份有限公司 开关电源控制方法、装置及开关电源控制器
CN109617430A (zh) * 2018-12-03 2019-04-12 广州金升阳科技有限公司 一种全桥同步整流控制器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218809A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 伊顿制造（格拉斯哥）有限合伙莫尔日分支机构 一种集成功率因数校正和直流-直流变换的电路装置
CN104269829A (zh) * 2014-10-16 2015-01-07 圣邦微电子（北京）股份有限公司 自适应阈值短路保护电路
CN106130355A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 广州金升阳科技有限公司 推挽变换器的晶体管驱动控制方法及控制器
CN108512426A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 中兴通讯股份有限公司 开关电源控制方法、装置及开关电源控制器
CN109617430A (zh) * 2018-12-03 2019-04-12 广州金升阳科技有限公司 一种全桥同步整流控制器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111416512A (zh) * 2020-04-29 2020-07-14 深圳南云微电子有限公司 一种短路判定和计时控制方法及电路
CN111416512B (zh) * 2020-04-29 2021-06-11 深圳南云微电子有限公司 一种短路判定和计时控制方法及电路

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